|
课程编号 ： 02200414 英文名称 ：University PhysicsⅡ 总学时数 ： 72 （ 54 ） 学 分 ： 4 （ 3 ） 课程性质： 必 修课程 适用专业 ： 非物理专业 • 课程教学目标 通过大学物理课的教学，应使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系，有比较全面和系统认识；对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解，并具有初步应用的能力。通过大学物理课的教学，应培养学生严肃认真的学习态度，掌握科学的学习方法，初步具有独立获取知识的能力。在大学物理的教学过程中，应逐步培养学生辩证唯物主义世界观。 • 课程的性质、目的和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的学科。 物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各个部门。它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。大学物理以物理学基础知识为主要内容，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上的应用的初步知识等都是一个高级专门人才所必备的。因此，大学物理课程是我校非物理类学生的一门重要的必修基础课。 我校各理工类专业开设大学物理课的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，以使其能对物质世界中最普遍、最基本的运动形式及其规律有一个较为系统的认识，增强学生在生产实践中的适应能力；另一方面，通过对大学物理课的学习，使学生初步学会科学的思想方法和研究问题的方法，以使他们开阔思路，激发探索和创新精神。学好大学物理课程，不仅对学生在校期间的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识都有深远的影响，因此，大学物理课程对提高我校培养人才的素质有着十分重要的作用。 总之，在大学物理课程的各个教学环节中，都要注意在传授知识的同时，着重培养学生分析问题、解决问题的能力。 • 课程教学的基本要求 教学内容的基本要求分三级：掌握、理解、了解。 1．使学生系统地掌握必要的物理基础知识，对课程中的基本概念、基本理论、基本方法能够有较全面和系统的认识与正确理解，认识一些物理学基本原理在现代科学技术中应用的方法。 2．能用物理知识定性、定量地分析一些基本和理想的物理现象和模型，能用基本的物理知识进行初步的演绎和推理。 3．了解一些物理学发展的历史及科学家的科学精神和态度，了解科学发展的曲折性和艰巨性。 4．初步培养学生科学的思想方法和研究问题的方法，培养学生的创新和探索 精神。 5 ．培养学生科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。 • 课程教学内容 这是《大学物理》的第二部分，即《大学物理 Ⅱ 》，主要内容是电磁学、振动和波动光学的相关知识。 第三篇 电场和磁场 电磁学是研究物质电磁运动的学科。它在大学物理课中占有重要地位。在电磁学部分的教学过程中应以库仑定律、毕奥——萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律为基础。突出场的概念，围绕电场、磁场以及电荷、电流、电场与磁场间关系，着重阐述场的基本规律，最后给出麦克斯韦方程组（积分形式）。在教学中还应适当介绍电磁学在现代科学技术及工程中的应用。 第七章 真空中的静电场 2 电场 电场强度 3 高斯定理 4 静电场的环路定理 电势 5 等势面 电场强度与电势梯度的关系 教学目的与要求 ： 1. 掌握电场强度和电势的概念，以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与场强积分的关系，了解电场强度与电势梯度的关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。 重点： 高斯定理的应用，静电场的环路定理，电势，电势差 。 难点： 任意带电体的场强计算公式 。 小结：本章对真空中的静电场描述方法、相关物理量和遵守的规律以及带电粒子在静电场中的运动做了介绍。 第八章 导体和电介质中的静电场 1 静电场中的导体 2 空腔导体内外的静电场 3 电容器的电容 4 电介质及其极化 5 电介质中的静电场 6 有电介质时的高斯定理 电位移 7 电荷间的相互作用能量静电场的能量 教学目的与要求： 1.理解导体静电平衡的意义和条件及导体上电荷分布的特点。 重点：静电平衡条件，静电平衡时导体表面场强，电场的能量。 难点：静电屏蔽 。 小结：本章介绍了导体和电介质中的静电场遵守的规律，包括空腔导体内外的静电场、电容器、电介质及其极化，静电场的能量等。 第九章 真空中的恒定磁场 1基本的磁现象 2 Biot-Savart 定律 3 Biot-Savart 定律的应用 4安培环路定理 5安培环路定理的应用 6带电粒子在电场和磁场中所受作用及其运动 7带电粒子在电场和磁场中的运动的应用 8磁场对载流导线的作用 9平行载流导线间的相互作用力，电流单位“安培”的定义 10磁力的功 教学目的与要求： 1. 掌握磁感应强度的概念，理解毕奥——萨伐尔定律并能利用它结合磁场叠加原理求简单情况下电流的磁场分布，特别是直线电流和载流直螺线管的磁场分布。 难点： 毕奥——萨伐尔定律 。 小结：本章研究真空中的恒定磁场以及磁场对电流（运动电荷）的作用，在介绍描述磁场的重要物理量磁感应强度之后，着重讨论毕奥——萨伐尔定律、磁场的高斯定理、安培环路定理、洛仑兹力、安培定律以及它们的应用 。 第十章 磁介质中的磁场 1磁介质及磁化原理 2磁化强度 磁化电流 3磁介质中的磁场 磁场强度 4铁磁质 教学目的与要求：了解 磁介质及磁化原理，了解磁化强度和磁化电流的概念，了解磁介质铁磁场的规律和磁场强度的概念，了解铁磁质的概念 。 重点：磁介质及磁化原理，磁化强度，磁化电流，铁磁场的规律和磁场强度， 。 难点：铁磁质 小结：本章以实物物质的电结构为基础，简单说明了第一类磁介质磁化的微观机制，用类似于讨论电介质极化的方法研究磁介质对磁场的影响，并介绍有磁介质时的磁场能量和场所遵循的普遍规律，还对铁磁材料的磁化的规律和机理做了介绍 。 第十一章 电磁感应和暂态过程 1 电磁感应定律 2 动生电动势 3 感生电动势 有旋电场 4 自感与互感 5 电感和电容的暂态过程 * 6 磁场的能量 教学目的与要求： 1. 掌握法拉第电磁感应定律和定律中负号的意义，能计算感应电动势并判断它的方向。 重点：法拉第电磁感应定律；楞次定律，动生电动势。 难点：感生电场。 小结：本章主要讨论了 电磁感应现象及其基本规律。在这个基础上，分别对电磁感应的几种类型，包括自感和互感进行讨论，最后介绍了暂态过程和磁场的能量等内容 。 第十二章 麦克斯韦方程组 电磁场 1 位移电流 2 麦克斯韦方程组 3 电磁场的物质性 4 电磁场的统一性 电磁场量的相对性 教学目的与要求： 1.理解位移电流、位移电流密度的概念。 重点： 麦克斯韦方程组 。 难点： 位移电流 。 小结：本章首先把特殊条件下的电磁规律通过科学的假说建立成普遍的电磁规律，然后对电磁场的物质性及电磁场的统一性和相对性作简单的论述。 第四篇 振动与波动 振动和波动是非常普遍而又重要的物质运动形式。振动和波动不仅在物理学中是研究声学、光学和近代物理等的基础，而且也是许多工程技术的基础。机械振动和电磁振荡、机械波和电磁波，虽然它们产生的机理不同，但其运动的基本特征和基本规律的数学形式却是相同的。简谐振动和简谐波是振动和波动的最简单、最基本的形式，复杂的振动和波动常可视为许多简谐振动和简谐波的合成。波动光学是从光的波动理论出发，研究光的干涉、衍射、偏振等现象及其规律的学科。波动光学的基础知识在工程技术的许多领域都有着广泛的应用，它是激光、全息、光通讯等新技术的基础。 1 简谐振动 2 阻尼振动 3 受迫振动 共振 4 电磁振荡 5 同方向简谐振动的合成 6相互垂直的简谐振动的合成 教学目的与要求 ： 1.要牢固掌握简谐振动的规律，深刻理解振幅、圆频率、相位和相位差等概念，并能熟练地进行有关的计算。 2.要求掌握谐振动的矢量表示法，并能应用它来研究振动的合成问题。 3.讲述简谐振动的合成时应注意对拍现象及李萨如图像的讨论。 4.要仔细分析LC电路的振荡过程中的物理图像，并以无阻尼自由振荡为重点，导出电路中电流随时间变化的规律。 重点： 简谐振动，电磁振荡，简谐振动的合成 。 难点： 简谐振动的合成 。 小结：本章从讨论 简谐振动的基本规律入手，进而讨论振动的合成与分解问题，还讨论了电磁振荡，以便突出振动的共性 。 第十四章 机械波和电磁波 1 机械波的产生和传播 2 平面简谐波 波动方程 3 波的能量 波的强度 4 声波 5 电磁波 6 惠更斯原理 波的衍射、反射与折射 7 波的迭加原理 波的干涉 驻波 8 多普勒效应 教学目的与要求 ： 1.要求学生充分理解振动与波动的区别与联系。 2.要牢固掌握平面简谐波的规律，并能较熟练地进行有关计算。 3.应通过讲授波的干涉与驻波的形成，并明确指出驻波与行波的区别。 4.定性分析电磁波的性质，明确指出电磁波的传播无须借助任何媒质。 重点： 机械波的产生和传播，平面简谐波，惠更斯原理 。 难点： 波的衍射 。 小结：本章先讨论 机械波的特征和基本规律，然后 介绍 电磁波的发射和传播过程中的规律。 第十五章 波动光学 一、光的干涉 1 光源 单色光 相干光 2 双缝干涉 3 光程和光程差 4 薄膜干涉——等倾条纹 5 薄膜干涉——等厚条纹 6 迈克耳逊干涉仪 二、光的衍射 7 光的衍射现象 惠更斯-菲涅尔原理 8 单缝的夫琅和费衍射 9 圆孔的夫琅和费衍射 光学仪器的分辨本领 10 衍射光栅 11 X射线的衍射 三、光的偏振 12 自然光和线偏振光 13 起偏和检偏 马吕斯定律 14 反射和折射时光的偏振 15光的双折射 16 偏振光的干涉 17 人为双折射 * 18 旋光现象 * 教学目的与要求 ： 一、光的干涉 1.了解光的干涉现象，分析光波的叠加性和相干性的物理图像，突出相干条件及其实现的方法。 2.掌握光程的概念，明确光程差与相位差的关系。 3.以杨氏双缝干涉为重点，分析双光束干涉形成的条件及光强分布的特征。 4.引出“半波损失”的概念，讲述等倾干涉与等厚干涉的区别，重点掌握等厚干涉的规律及其应用。 二、光的衍射 1.了解光的衍射现象，阐明惠—菲原理的物理思想，讲清其积分表达式的意义。 2.利用半波带法分析夫琅禾费单缝衍射。 3.说明干涉和衍射的区别和联系。 4.明确光栅衍射光强分布的特点，掌握光栅方程。 5.阐明爱里斑角半径的物理意义，讨论人眼、显微镜和望远镜的分辨本领。 三、光的偏振 1.阐明自然光、平面偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念及其检验方法。 2.了解反射、折射和二向色性晶体所产生的偏振光 3.掌握布儒斯特定律和马吕斯定律。 4.利用惠更斯波面作图法解释双折射现象，了解尼科尔棱镜的构造和作用。 5.阐明1/4波片的作用，分析平行平面偏振光干涉的条件及其实现的方法。 重点： 光的干涉，光的衍射，光的偏振 。 难点： 光的衍射 ， 光的偏振 。 小结：本章主要通过光的干涉、衍射和偏振现象讨论光的波动性。 注：本大纲标注“ *”部分可以根据实际情况进行取舍。 五、本课程与其它课程的关系 现代的物理学是一门理论和实验高度结合的精确学科。它的任务是探讨物质结构和运动基本规律的学科，是现代工程技术的重要基础。物理与技术从来就相互并存，相互交叉。《大学物理 Ⅱ 》是理工科院校学生的必修基础课程，学好《大学物理 Ⅱ 》课程，对后续专业基础课程和专业课程是非常有益的。 预修课程：高等数学，《大学物理 Ⅰ 》 六、教学时数分配 表 1：供72学时参考选用
表 2：供54学时参考选用
七、教材及参考书 1马文蔚主编 《物理学》 高等教育出版社 2程守洙 江之永主编 《普通物理学》 高等教育出版社 3刘克哲编 《物理学》 高等教育出版社 4严导淦 《物理学》 高等教育出版社 5吴百诗主编 《大学物理》 科学出版社 八、主要教学方法与媒体要求 本课程集中在一个学期讲解。 教学过程中，以中学物理为起点，注意知识衔接，避免简单重复。尤其要充分运用高等数学工具，注意训练学生运用已掌握的高等数学知识来表达物理规律，分析和处理物理问题，使学生感到在大学物理课的学习中，学到了新知识、新思想、新方法。在教学过程中注意传统教学方法和多媒体教学手段相结合，采用灵活多样的培养学生学习物理的兴趣。 九、推荐的教学网站和相关专业文献网站 1.http://202.192.168.54/dxwl/物理学教学网站 2.http://202.202.43.238/luomyweb/index.asp物理教学网络系统 3.http://www.cern.net.cn/bookshop/list.asp?id=294中国教育资源网 4.http://www.aapt.org/美国物理教师协会网站 5.http://mazur-www.harvard.edu/education/educationmenu.php哈佛大学物理教学网站
考核方法： 期末考试成绩与平时作业、答疑、测试成绩相结合，要体现学生的综合能力。 本课程通过两方面进行考核：作业与论文报告， 30%左右；闭卷考试，70%左右。 内容主要是重点掌握和一般掌握的内容和综合能力。 制 订：力热教研室 执笔人：夏从新，张延明 审定人：朱遵略 |
